圖像特征提取、匹配和新視點(diǎn)圖像生成技術(shù)研究.pdf

1、基于圖像的繪制技術(shù)是近幾年興起的一種新的虛擬場景繪制策略,它已成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)圖形學(xué)界的一個(gè)研究熱點(diǎn).本文對該領(lǐng)域中新視點(diǎn)圖像生成和其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究,主要包括特征的檢測和提取、基于點(diǎn)特征和線特征的寬基線(wide baseline)圖像匹配、基于輪廓對應(yīng)的任意新視點(diǎn)圖像生成等.本文研究了基于相位一致的特征檢測技術(shù),從頻域分析圖像灰度的突變位置.討論了不同方向的多尺度下相位一致值計(jì)算,并研究了一種用矩理論對各方向相位一致數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的方

2、法,可有效的區(qū)分和提取邊緣和角點(diǎn)特征.現(xiàn)有虛擬視點(diǎn)圖像生成中初始匹配點(diǎn)的選取,通常是直接在圖像上由用戶交互方式進(jìn)行或由攝像機(jī)標(biāo)定得到.本文提出寬基線圖像匹配方法,分別是基于點(diǎn)特征的匹配和基于線特征的匹配,將其應(yīng)用到視圖生成中,從而實(shí)現(xiàn)了虛擬視點(diǎn)圖像的自動(dòng)生成.根據(jù)欲匹配源圖像間幾何變形的不同,提出了兩種點(diǎn)特征鄰域的選取和匹配原理方法.該方法以圖像中顏色的局部極值點(diǎn)為種子點(diǎn),過種子點(diǎn)作射線,將沿各射線上顏色變化為最大的點(diǎn)連線圍成區(qū)域,取該

3、區(qū)域的橢圓擬合作為特征區(qū)域,該特征區(qū)域具有仿射不變性.基于點(diǎn)特征的匹配適用于紋理信息較豐富的圖像,對于紋理信息較少的圖像,為獲得足夠多的匹配點(diǎn),還需要基于線特征的匹配.本文提出的線特征匹配方法通過基于相位一致的邊緣檢測技術(shù),檢測出圖像邊緣,提取組成邊緣直線段鏈,由三條相鄰直線段構(gòu)成待匹配基元.由已知圖像合成新視點(diǎn)的圖像是基于圖像的繪制中的一項(xiàng)基本技術(shù),它用具有高度真實(shí)感的圖像來表示虛擬場景.視圖合成工作是在兩幅同一目標(biāo)景物,不同視點(diǎn)的圖

4、像之間合成一系列連續(xù)的期間過渡圖像,其中要求合成視圖應(yīng)該具有三維真實(shí)感,如同虛擬攝像機(jī)所采集的圖像.本文提出一種基于攝像機(jī)橫向和縱向移動(dòng)采集的圖像合成新視點(diǎn)圖像的方法,該方法在合成圖像中優(yōu)先保證輪廓對應(yīng)準(zhǔn)確,從而使合成圖像輪廓清晰.對通過攝像機(jī)分別作橫向和縱向運(yùn)動(dòng)采集的四幅圖像,本文提出的新視點(diǎn)圖像生成方法,可以實(shí)現(xiàn)在上述四幅圖像視點(diǎn)圍成的四邊形中任意新視點(diǎn)圖像.本文以導(dǎo)管架下水運(yùn)動(dòng)參數(shù)測量系統(tǒng)的開發(fā)為主要的工程應(yīng)用背景,研究了基于立體